《流體力學(xué)》教學(xué)大綱

1、流體力學(xué)教學(xué)大綱課程編號(hào):B0課程名稱：流體力學(xué)英文名稱：FluidMechanics適用專業(yè)：建筑環(huán)境與設(shè)備工程總學(xué)時(shí)：66+6學(xué)分：一、本課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)本課程是建筑環(huán)境與設(shè)備工程等專業(yè)的主干基礎(chǔ)課程。其任務(wù)是使學(xué)生掌握流體平衡和運(yùn)動(dòng)的基本概念、基本原理和基本計(jì)算方法，并了解一些流動(dòng)現(xiàn)象的本質(zhì)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握一定的分析、判斷、計(jì)算和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，為繼續(xù)學(xué)習(xí)本專業(yè)后續(xù)課程，從事專業(yè)工作和科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。二、課程教學(xué)的基本要求（1）流體的主要物理性質(zhì)掌握流體的各種力學(xué)性質(zhì)。（2）流體靜力學(xué)掌握流體平衡狀態(tài)下的壓強(qiáng)分布規(guī)律及壓強(qiáng)計(jì)算。（3）流體運(yùn)動(dòng)的基本概念和一元?jiǎng)恿W(xué)分析掌握

2、恒定總流連續(xù)性方程、能量方程和動(dòng)量方程，描述流體運(yùn)動(dòng)的方法，能量方程的物理意義和幾何意義。（4）流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)分析了解流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)特征，掌握有旋流動(dòng)與無(wú)旋流動(dòng)的判別，確定速度勢(shì)函數(shù)和流函數(shù)。（5）相似原理和因次分析掌握相似原理和因次分析方法，模型律。（6）流動(dòng)阻力和能量損失掌握層流和紊流特征，阻力變化規(guī)律及能量損失計(jì)算。（7）管路流動(dòng)掌握管網(wǎng)計(jì)算基礎(chǔ)。（8）邊界層理論基礎(chǔ)與繞流運(yùn)動(dòng)了解邊界層概念和懸浮速度。（9）紊流射流掌握紊流射流的結(jié)構(gòu)，幾何特征、運(yùn)動(dòng)特征和動(dòng)力特征。（10）一元?dú)怏w動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)了解一元恒定氣流的基本方程，絕熱管流和等溫管流流量計(jì)算。三、課程教學(xué)基本內(nèi)容（1）流體的主要物理性質(zhì)

3、流體的（易）流動(dòng)性、慣性、黏性、壓縮性和熱脹性等；連續(xù)介質(zhì)假設(shè)、牛頓流體、無(wú)黏流體、不可壓縮流體等理論模型；作用在流體上的力：質(zhì)量力和表面力。（2）流體靜力學(xué)流體靜壓強(qiáng)及其特性，流體靜壓強(qiáng)的分布規(guī)律，流體靜壓強(qiáng)的計(jì)算基準(zhǔn)和量度單位，液柱式測(cè)壓計(jì)，作用于壁面上的液體總壓力，流體平衡微分方程，液體的相對(duì)平衡。（3）流體運(yùn)動(dòng)的基本概念和一元?jiǎng)恿W(xué)分析描述流體運(yùn)動(dòng)的方法，流體運(yùn)動(dòng)的基本概念，連續(xù)性方程，恒定元流能量方程，恒定總流能量方程，能量方程的物理意義、幾何意義及應(yīng)用，恒定氣流能量方程，恒定總流動(dòng)量方程。（4）流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)分析流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)分析，有旋流動(dòng)，不可壓縮流體連續(xù)性微分方程，粘性流體運(yùn)動(dòng)微分

4、方程（即納維-斯托克斯方程），理想流體運(yùn)動(dòng)微分方程（即歐拉方程）及其積分，有旋流動(dòng)與無(wú)旋流動(dòng)，速度勢(shì)函數(shù)和流函數(shù)。（5）相似原理和因次分析力學(xué)相似性原理，相似準(zhǔn)數(shù)：歐拉數(shù)、弗諾得數(shù)、雷諾數(shù)、馬赫數(shù)等，模型律，因次分析法：雷立法和布金漢定理。（6）流動(dòng)阻力和能量損失沿程損失和局部損失，雷諾實(shí)驗(yàn)，圓管中的層流運(yùn)動(dòng)，紊流運(yùn)動(dòng)的特征和紊流阻力，尼古拉茲人工粗糙管實(shí)驗(yàn)，工業(yè)管道紊流阻力系數(shù)的計(jì)算公式，非圓管的沿程損失，管道流動(dòng)的局部損失，減少阻力的措施。（7）管路流動(dòng)孔口自由出流與淹沒(méi)出流，管嘴出流，簡(jiǎn)單管路，管路的串聯(lián)與并聯(lián)，管網(wǎng)計(jì)算基礎(chǔ)，有壓管路中的水擊。（8）邊界層理論基礎(chǔ)與繞流運(yùn)動(dòng)邊界層基本概念

5、，附面層動(dòng)量方程，繞流運(yùn)動(dòng)。（9）紊流射流無(wú)限空間淹沒(méi)紊流射流的結(jié)構(gòu)及其基本特征，圓斷面射流運(yùn)動(dòng)分析，平面射流，溫差射流或濃差射流，有限空間射流。（10）一元?dú)怏w動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)理想氣體一元恒定流動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程，音速等，氣體一元恒定流動(dòng)的連續(xù)性方程，等溫管路中的流動(dòng)，絕熱管路中的流動(dòng)。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)（選4個(gè)實(shí)驗(yàn)，計(jì)6學(xué)時(shí)）。實(shí)驗(yàn)名稱、內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配序號(hào)實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)時(shí)1靜力學(xué)基本方程實(shí)驗(yàn)12雷諾實(shí)驗(yàn)13文丘里流量計(jì)實(shí)驗(yàn)24管路沿程阻力實(shí)驗(yàn)2五、參考學(xué)時(shí)分配主要內(nèi)容講課學(xué)時(shí)習(xí)題課時(shí)討論課時(shí)實(shí)驗(yàn)課時(shí)教學(xué)手段流體的主要物理性質(zhì)4多媒體與常規(guī)流體靜力學(xué)81多媒體與常規(guī)流體運(yùn)動(dòng)的基本概念和一兀動(dòng)

6、力學(xué)分析122多媒體與常規(guī)相似原理和因次分析4多媒體與常規(guī)流動(dòng)阻力和能量損失83多媒體與常規(guī)孔口、管嘴和管路流動(dòng)8多媒體與常規(guī)氣體射流4多媒體與常規(guī)流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)6多媒體與常規(guī)邊界層理論基礎(chǔ)與繞流運(yùn)動(dòng)4多媒體與常規(guī)一兀氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)6多媒體與常規(guī)機(jī)動(dòng)2多媒體與常規(guī)總計(jì)666六、與其它課程的聯(lián)系本課程應(yīng)在預(yù)修高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理和工程力學(xué)等基礎(chǔ)上開(kāi)設(shè)，可與工程熱力學(xué)同時(shí)進(jìn)行。七、考核方式閉卷考試，參考平時(shí)成績(jī)及實(shí)驗(yàn)成績(jī)。八、建議使用教材及主要參考書教材：流體力學(xué)，龍?zhí)煊宓戎骶帲袊?guó)建筑工業(yè)出版社，2004年12月第4版。主要參考書：流體力學(xué)（上、下冊(cè)），吳望一編著，北京大學(xué)出版社,1982年。工程流體力學(xué)，潘文全等編，清華大學(xué)出版社，1